[其他]密閉空間內氣體的聲測法及其設備

無效

• 申請號: 85106182
• 申請日: 1985-08-16
• 公開（公告）號: CN85106182A
• 公開（公告）日: 1987-03-04
• 發明（設計）人: 約翰·羅斯·伯沃;查理斯·W·哈蒙德
• 申請（專利權）人: 巴布科克和威爾科斯公司
• 主分類號: G01N29/02
• 分類號: G01N29/02;G01M3/24
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利代理部
• 代理人: 吳增勇

本發明總的說來是涉及一項檢測設備。特別涉及監測密閉空間內，是否存在氣體物質的一種新穎而有用的方法及其所使用的設備。

至少有一根內套管和一根外套管的隔熱的管狀結構為公眾所知所用，例如可以在油井或管路中作為隔熱的蒸汽注射管以輸送經過加熱的或低溫的流體。這種管路在授予Alexandru????et????al的美國專利3，574，357和授予Owens????et????al的美國專利3，397，345中作了公開。

眾所周知，在內套管和外套管之間的環形空間中造成真空，就可為蒸汽注入管路提供一個熱的絕緣層。由于隔熱的效果有賴于真空的維持，所以設法取得一個信號-以指明環形空間內的氣體壓力狀態是很重要的。由于管路內環形空間所固有的不可接近性，要做到這點就比較困難。

本發明的目的是：利用既無破壞性、又不妨礙管路工作的簡單設備，以探明密閉空間是否已失去了真空。作為這類密閉空間的例子的，可以是油田隔熱蒸汽注入管的內套管和外套管之間的環形空間。

本發明的另一個目的是，提供一套裝置，該裝置具有設計簡單、結構堅固、造價低廉的優點。

標志著本發明各種新穎的特點的，已詳細地列在所附的權利要求書中，并組成本發明的一部分。為了更好地了解本發明-它的操作優點和通過使用它所要達到的特殊目的，可參照本文附圖和有關說明-它們詳細地說明了本發明的最佳實施例。

圖中：

圖1是表示實施本發明的一個裝置的簡圖，該裝置用來測試隔熱的蒸汽注入管路（以剖視圖表示）環形空間中的壓力狀態。

圖2是裝置的橫向剖面圖。圖中表明了裝置中兩個傳感器的位置。

圖3是一個方塊圖，表示體現本發明的一種測試設備的配置。

圖4是一個流程圖，說明根據本發明檢測壓力狀態時，計算機程序的各個步驟。

現在具體地談一下圖。圖1用圖解說明了用來監測隔熱的蒸汽注入管道10的環形空間12中壓力狀態的一個裝置。環形空間12處在內套管14和外套管16之間，一端以密封裝置為界，密封裝置可以是環形密封塞或密封組件18;在管道10的另一端，環形空間以另一個密封裝置例如以一個連接體為界，連接體將內套管和外套管相連，材料與套管14和套管16的材料相同或類似。雖然本發明不必對環形空間12的任一末端的結構有任何特殊性能要求，但最好至少有一端，其結構能使聲波在其中以可預測速度傳播。

由于本發明所使用的基本原理是：聲波只能在有空氣或其它氣體的空間中傳播。本發明用用的設備是用來產生和/或處理聲波的。

上述裝置本身包括一個第一傳感器2和第二傳感器4。第一和第二傳感器都裝在一個固定裝置上。該固定裝置6通常由一對臂22和24組成。這一對臂用鉸鏈26將其鉸合在一起。拉簧28使兩個傳感器2和4靠緊。如圖2所示傳感器4與外套管16的外表面在第二個點5相接觸，其表面為凹面。傳感器2與內套管的內表面在第一個點3相接觸，其表面為凸面。第一個點3與第二個點5被空間12所隔開。

就該裝置操作而言，為克服彈簧28的拉力，使臂22和臂24張開，傳感器2和4就可夾在隔熱的蒸汽注入管道10的內外表面上。為了保證傳感器和管道之間有良好的聲耦合，傳感器與管道接觸的表面可涂以適用的油脂。

脈沖發生器30所產生的高壓電脈沖，被送到兩個傳感器中的一個例如第一傳感器2上，該傳感器將電脈沖轉換為超聲波脈沖。另一個傳感器4接在放大和濾波電路32上。

檢測器是一臺示波器34。它的第一輸入線36用來接收與來自傳感器4的聲波成比例的信號，它的第二輸入線接收來自脈沖發生器30的信號，以便對每一個操作循環產生一個示波器觸發掃描信號。

由于內外套管14、16、環形塞18、以及連接體20的材料是已知的，聲波在這些材料中的傳播速度也就已知。這個速度可與示波器34的掃描速度發生連系，使聲波通過管道10和連接體20沿著圖上所說的路徑40傳來的預期的信號能被示波器記錄下來。不管環形空間12中是否存在著氣體，至少這部份檢測到的聲信號，能在示波器34上顯示出來。

一般說來，由于管道是由金屬制成的，聲波通過金屬體傳播，其速度比通過氣體時要快（若在空間b中有氣體的話）。所以傳感器在管道中的位置最好這樣來選：使得聲波通過管體材料和連接體20所走的路徑40，比之于聲波穿過空間b所走的路徑42要長得多。對聲波傳播的路徑作了這樣的選擇之后，再考慮聲波在氣體和在管材中傳播速度，就有可能保證使通過空間（由于空間中有氣體）沿著路徑42傳來的這部份聲波，比通過管道沿著路徑40傳來的聲波，要先到達檢測傳感器4。